JP2007194030A - Vacuum-resisting multipole penetration connector and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高真空環境下で用いられる耐真空用多極貫通コネクタおよび同コネクタの製造方法に関する。 The present invention relates to a vacuum-resistant multipolar through connector used in a high vacuum environment and a method of manufacturing the connector.
さらに本発明は、真空環境に置かれた筐体内に設けられ大気環境で動作するCCDを前記真空環境で回路接続する際に適用して好適な耐真空用多極貫通コネクタに関する。 Furthermore, the present invention relates to a vacuum-resistant multipolar through connector that is suitable for use in circuit connection in a vacuum environment of a CCD that is provided in a housing placed in a vacuum environment and that operates in an atmospheric environment.
大気側と真空側を隔離するコネクタには高い機密性が要求される。例えば真空環境内にて耐真空用テレビカメラを用いる際に、カメラには、ケーブルと接続するためのコネクタの準備が必要であるが、真空環境下では「金属素材および樹脂材からの放出ガス」「嵌め合い隙間からのリークガス」に対してそれぞれ防止策が必要となることから、一般に流通しているコネクタを使用することはできない。一方、耐真空用として使用可能な密封型の特殊なハーメチックコネクタも存在するが、多極のものは外形が大きく、小型カメラへの取付には不向きであり、またグラスシールのため、高価でかつ取付に密封溶接を必要とする等の問題があることから、実用性に乏しいという問題があった。
上述したように、従来では、大気側と真空側を隔離する高い機密性が要求される多極コネクタに、安価で汎用性の高いものが存在しないという問題があった。 As described above, conventionally, there has been a problem that there is no inexpensive and highly versatile multipolar connector that requires high confidentiality to separate the atmosphere side and the vacuum side.
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、高真空環境下で用いることのできる、安価で汎用性の高い耐真空用多極貫通コネクタおよび同コネクタの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an inexpensive and versatile vacuum-resistant multipolar through connector that can be used in a high vacuum environment and a method for manufacturing the connector.
本発明は、大気側と真空側を隔離する耐真空用多極貫通コネクタであって、複数の孔を有する一対のインシュレータと、前記インシュレータの孔を貫通した複数のピンコンタクトと、前記インシュレータ相互の間に充填された接着剤とを具備したことを特徴とする。 The present invention is a vacuum-resistant multipolar through connector that separates the atmosphere side and the vacuum side, and includes a pair of insulators having a plurality of holes, a plurality of pin contacts penetrating the holes of the insulator, and a mutual connection between the insulators. And an adhesive filled in between.
また、本発明は、真空環境に置かれた筐体内に設けられ大気環境で動作するCCDを前記真空環境で回路接続する耐真空用多極貫通コネクタであって、前記筐体内に露出する面を有する第1のインシュレータと、前記筐体外に露出する面を有する第2のインシュレータと、前記第1、第2のインシュレータの前記各面に設けられた複数の孔を貫通して前記インシュレータに立設された複数のピンコンタクトと、前記前記第1、第2のインシュレータの相互の間に充填されたエポキシ系接着剤とを具備したことを特徴とする。 The present invention is also a vacuum-resistant multi-pole through connector for connecting a CCD operating in an atmospheric environment provided in a housing placed in a vacuum environment in the vacuum environment, the surface exposed in the housing being A first insulator having a surface, a second insulator having a surface exposed to the outside of the housing, and a plurality of holes provided in each surface of the first and second insulators, and standing on the insulator And a plurality of pin contacts, and an epoxy adhesive filled between the first and second insulators.
また、本発明は、大気側と真空側を隔離する耐真空用多極貫通コネクタの製造方法であって、複数のピンコンタクトが貫通する孔を有した一対のインシュレータのうち、一方のインシュレータの他方のインシュレータと重ね合わせる面にエポキシ系接着剤を塗布する第1の工程と、前記接着剤が塗布されたインシュレータの孔に鍔つきのピンコンタクトを嵌挿する第2の工程と、前記一方のインシュレータの前記孔に嵌挿されたピンコンタクトを前記他方のインシュレータの前記孔に嵌挿して、前記一対のインシュレータを密着させ、前記一対のインシュレータ間および前記ピンコンタクトと前記インシュレータとの間に前記エポキシ系接着剤を充填させる第3の工程とを具備したことを特徴とする。 Further, the present invention is a method for manufacturing a vacuum-resistant multi-pole through connector that separates the atmosphere side and the vacuum side, and among the pair of insulators having holes through which a plurality of pin contacts penetrates, the other of the one insulator A first step of applying an epoxy-based adhesive on a surface to be overlapped with the insulator, a second step of inserting a pinned pin contact into a hole of the insulator to which the adhesive is applied, and a step of The pin contact inserted into the hole is inserted into the hole of the other insulator to closely contact the pair of insulators, and the epoxy-based adhesion between the pair of insulators and between the pin contact and the insulator And a third step of filling the agent.
高真空環境下で用いることのできる、安価で汎用性の高い耐真空用多極貫通コネクタを提供することができる。 It is possible to provide an inexpensive and versatile vacuum-resistant multipolar through connector that can be used in a high vacuum environment.
以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
本発明の実施形態に係る耐真空用多極貫通コネクタを用いたカメラ装置全体の構成を図1に示す。
本発明の実施形態に係る耐真空用カメラ10は、10−6[Pa]程度の高真空環境にある真空チャンバー(例えば真空室)1の内部に於いて、耐真空用可撓性複合ケーブル20を用いることにより、真空室1内で任意の位置および姿勢制御による被検査体(被写体)2の観察(監視)が可能な構造としている。上記耐真空用カメラ10と、耐真空用可撓性複合ケーブル20との接続インタフェースに本発明に係る耐真空用多極貫通コネクタが用いられる。また、本発明に係る耐真空用多極貫通コネクタは上記耐真空用可撓性複合ケーブル20を接続する真空室の接続口(フランジ部)にも適用可能な構造としている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the overall configuration of a camera apparatus using a vacuum-resistant multipolar through connector according to an embodiment of the present invention.
The vacuum-
この耐真空用可撓性複合ケーブル20を用いた耐真空用カメラ10により、真空室1内に於いて、被検査体(被写体)2の位置合わせ、アライメント調整等、被検査体近傍での自由な位置取り、角度設定を可能にした観察用テレビカメラを実現可能にしている。また、電気的特性は一般用カメラと同等でありながら、10−6[Pa]程度の高真空環境下に於いても真空環境へのガス放出がほぼゼロのカメラケーブル付耐真空用カメラを実現している。この耐真空用カメラを実現するため、耐真空用カメラ10、および耐真空用可撓性複合ケーブル20は、それぞれ真空度10−6[Pa]の高真空に晒されても安定に動作し、かつ真空空間への不純物放出(不要ガス放出)を最小限に抑えた構造および材料構成としている。
The vacuum-
真空室1には、耐真空用可撓性複合ケーブル20の接続インタフェースをもつ貫通コネクタ30を備えた密閉構造のフランジ40が設けられる。真空室1内に置かれた耐真空用カメラ10は、耐真空用可撓性複合ケーブル20、およびフランジ40に設けられた貫通コネクタ30を介して真空室1の外部(大気側)に設けられた制御器50に回路接続される。フランジ40は真空室1の規格および寸法に準じた形状および強度とする。貫通コネクタ30は気密性の高い構造とする。制御器50は、耐真空用カメラ10に設けられた撮像素子に駆動信号を送出し、撮像素子の出力信号に従う映像信号を外部へ出力する。
The
真空室1内に設けられる耐真空用カメラ10は、撮像素子を収容したカメラ筐体と、撮像素子に結像するレンズを装着するレンズマウントと、撮像素子を回路接続する耐真空用多極貫通コネクタおよびこのコネクタを覆うジャケットとを有し、レンズマウントおよびコネクタジャケットを隔壁にカメラ筐体を密閉した構造としている。これにより真空域内に於いてカメラ筐体に収容された撮像素子は大気側の環境に置かれる。
A vacuum-
耐真空用カメラ10の真空中に晒される外筐は、真空中に於いてガス放出が非常に少ない金属材料を用いて構成される。ここでは耐真空用カメラ10の外筐を構成する、カメラ筐体、レンズマウント、ジャケットをすべてステンレス鋼を用いて構成している。この耐真空用カメラ10の具体的な構造については図4乃至図11を参照して後述する。
The outer casing exposed to the vacuum of the vacuum
真空室1内に設けられる耐真空用可撓性複合ケーブル20は、本発明の実施形態に係る耐真空用多極貫通コネクタ(図7乃至図11の符号14参照)に接続される信号ケーブルを構成するもので、真空中での不純物放出を最小限に抑える材料と構造を採用し、定インピーダンスの信号線(同軸芯線)を含んだ多芯ケーブル構造によりカメラ信号(CCD直接駆動信号)の理想的伝送を可能にしている。
A vacuum-resistant
この耐真空用可撓性複合ケーブル20の断面構造を図2および図3に示し、ケーブルコネクタを設けた同ケーブルを図8に示している。
2 and 3 show the cross-sectional structure of the vacuum-resistant
耐真空用可撓性複合ケーブル20は、真空中において線間および芯線に空気溜まりが生じないよう、また不要ガスが放出されないよう線材および製法を考慮して製造されるもので、図2および図3に示すように、編組シールド21cを外皮とし、フッ素系樹脂を中心導体21aの絶縁材21bとした同軸芯線21,21,…と、フッ素系樹脂を導体22aの絶縁材および外皮22bとした他の芯線22,22,…とを撚り合わせて編組管23に通した後、前記編組管23内で前記同軸芯線21,21,…と、他の芯線22,22,…との撚りを戻して各芯線間を粗密にし、ベーキング処理を施すことにより製造される。なお、上記各芯線21,22は、柔軟性を保ち、かつ長期間の使用に耐えるよう、内部導体21a,22aに撚り線を用いた可撓性ケーブル構造であり、大気中で用いられる通常の可撓性ケーブルとほぼ同様の可撓性を有している。また、上記各芯線21,22の絶縁材21b,22bにフッ素系樹脂を用い、各芯線21,22の導体21a,22a、編組シールド21c、編組管23に銀メッキ線を用いて真空中に不要ガスを放出しない材料構成としている。また、上記ベーキングの処理では、約200℃で十数時間乃至数十時間の真空ベーキングを行い、樹脂内の不要なガス成分を除去する。
The vacuum-resistant
このようにして製造した耐真空用可撓性複合ケーブル20は、樹脂絶縁のケーブルであり、ケーブル自体が非常に柔らかに撓ることから、大気中において使用される一般的なカメラケーブルと同様な可撓性を実現でき、被写体に合わせた真空室1内でのカメラの移動、ハンドリングが自由に行える。このようなケーブル構造により、経済的に有利な構成で、電気的特性は、一般用のカメラケーブルと同等でありながら、10−6[Pa]に於いても真空環境へのガス放出がほぼゼロの耐真空用可撓性カメラケーブルが実現できる。
The vacuum-resistant
上記した耐真空用可撓性複合ケーブル20の一端には、図4および図8に示すように、耐真空用カメラ10の筐体に設けられた耐真空用多極貫通コネクタ(図7乃至図11の符号14参照)に結合するケーブルコネクタ28が設けられ、他端には、フランジ40の貫通コネクタ30に結合するケーブルコネクタが設けられる。
As shown in FIGS. 4 and 8, one end of the vacuum resistant
上記した耐真空用可撓性複合ケーブル20とともに真空室1内に設けられる耐真空用カメラ10の各部の組み立て構造を図4乃至図11に示している。耐真空用カメラ10全体の外観構造を図4に示し、耐真空用カメラ10のカメラヘッド部の組み立て構造を図5および図6に示し、耐真空用多極貫通コネクタおよびこのコネクタを覆うジャケット部の取付構造を図7および図8に示し、耐真空用多極貫通コネクタの組み立て構造を図9乃至図11に示している。
The assembled structure of each part of the vacuum
真空室1内に設けられる耐真空用カメラ10は、図4乃至図8に示すように、撮像素子(この実施形態ではCCD)で構成したカメラ本体11を収容するカメラ筐体12と、撮像素子に結像するレンズを装着するレンズマウント13と、撮像素子を回路接続する耐真空用多極貫通コネクタ14およびこの貫通コネクタ14を覆うコネクタジャケット(コネクタケース)15とを有して構成される。
As shown in FIGS. 4 to 8, the vacuum-
さらにカメラ筐体12の外周部には、図4に示すように、真空室1内において、耐真空用カメラ10を図示しないカメラ移動機構(マニピュレータ)に装着するためのクランプ金具18が取り付けられる。この図4では、コネクタジャケット15内に設けられた耐真空用多極貫通コネクタ14に、耐真空用可撓性複合ケーブル20の一端に設けたケーブルコネクタ28が嵌着された状態を例示している。
Further, as shown in FIG. 4, a clamp fitting 18 for attaching the vacuum-
これら耐真空用カメラ10の外筐を構成するカメラ筐体12、レンズマウント13、およびコネクタジャケット15と、クランプ金具18、およびケーブルコネクタ28の外筐等、真空域に晒される金属材部分は、それぞれステンレス鋼により構成される。なお、図ではレンズマウント13に装着されるレンズおよびレンズケースを示していないが、レンズマウント13に装着されるレンズケースについてもステンレス鋼により構成される。
The metal parts exposed to the vacuum region, such as the
図5および図6に示すように、レンズマウント13の撮像面部13bに、機密保持用のOリング133、フロントガラス134、スリップ板135を配置してガラス押さえ132を撮像面部13bに螺合することで、レンズマウント13にフロントガラス134が取着される。さらにレンズマウント13の撮像面部13bに、図6に示すように、レンズケース(図示せず)を装着するためのマウントアダプタ136を螺合し締め付けねじで固定することにより、レンズマウント13にマウントアダプタ136が取着される。このレンズマウント13を撮像面側からみた取付状態を図6(b)に示している。
As shown in FIGS. 5 and 6, an O-
図5及び図6に示すように、カメラ本体11をレンズマウント13のカメラ装着部13aに嵌挿し、カメラ押さえ131をレンズマウント13に螺合して、レンズマウント13のカメラ装着部13aにカメラ本体11を装着した後、図7に示すように、レンズマウント13の筐体接合部13cに、機密保持用のOリング137を介在して、筒状カメラ筐体12の一端をねじ止めし、カメラ本体11の周囲にカメラ筐体12を取り付けることにより、耐真空用カメラ10のカメラヘッド部が構成される。さらに、図7および図8に示すように、カメラ筐体12の他端に、機密保持用のOリング151を介在して、耐真空用多極貫通コネクタ14を設けたコネクタジャケット15をねじ止めし、カメラ筐体12にコネクタジャケット15を取着することにより、カメラ筐体12を密閉構造にした耐真空用カメラ10が構成される。なお、図7に示す符号19は、耐真空用カメラ10内でカメラ本体11と耐真空用多極貫通コネクタ14とを回路接続する内部配線である。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
コネクタジャケット15に設けられる耐真空用多極貫通コネクタ14は、図9乃至図11に示すように、複数の孔a,…を有する一対のインシュレータ141,142と、このインシュレータ141,142の孔a,…を貫通した複数のピンコンタクト143,…と、インシュレータ141,142の相互の間に充填された接着剤145とにより構成される。インシュレータ141,142は、ポリエーテル・エーテル・ケトン(PEEK)樹脂により成形される。ピンコンタクト143,…には、金メッキ若しくはSn、Zn成分を含まない無電解ニッケルメッキが施されている。接着剤145には二液混合型エポキシ系接着剤が用いられる。
As shown in FIGS. 9 to 11, the vacuum-resistant multipolar through
この耐真空用多極貫通コネクタ14は、複数のピンコンタクトが貫通する孔を有した一対のインシュレータ141,142のうち、カメラ本体側の一方のインシュレータ141にエポキシ系接着剤145を塗布する第1の工程と、接着剤145が塗布されたインシュレータ141の孔a,…に、鍔つきのピンコンタクト143,…を嵌挿する第2の工程と、インシュレータ141の孔a,…に嵌挿されたピンコンタクト143,…を他方のインシュレータ142の孔a,…に嵌挿して、一対のインシュレータ141,142を密着させ、一対のインシュレータ141,142の間、およびピンコンタクト143,…とインシュレータ141,142との間にエポキシ系接着剤145を充填させる第3の工程と、ピンコンタクト143,…に付着した接着剤145およびインシュレータ141,142の周部から食み出た接着剤145を除去し、接着剤145を硬化させる第4の工程とを経ることによって製造される。
This vacuum-resistant multipolar through
上記一対のインシュレータ141,142のうち、カメラ本体側の一方のインシュレータ141には、図9に示すように、他方のインシュレータ142と接合する面側に凹陥部Aが形成され、この凹陥部Aの底部にピンコンタクト取付用の複数の孔a,…が設けられている。凹陥部Aには高い鍔部Bと、低い鍔部Cが形成され、鍔部Cが、上記凹陥部Aに塗布した接着剤145の余剰分の逃げ溝となる。
Of the pair of
上記第1の工程では、インシュレータ141の凹陥部Aに、鍔部Cを超える程度の高さまで接着剤145を塗布する。
In the first step, the adhesive 145 is applied to the recessed portion A of the
上記第2の工程では、インシュレータ141の凹陥部Aの底部に設けられた孔a,…に、鍔つきのピンコンタクト143,…を嵌挿する。
In the second step, pinned
上記第3の工程では、ピンコンタクト143,…を他方のインシュレータ142の孔a,…に嵌挿して、一対のインシュレータ141,142を密着させることにより、一対のインシュレータ141,142の間、およびピンコンタクト143,…とインシュレータ141,142との間にエポキシ系接着剤145が充填されるが、この際、余剰接着剤が鍔部Cを逃げ溝にしてインシュレータ141,142の周部から食み出る。この食み出た接着剤145を上記第4工程で拭き取る。さらに第4の工程では、図11に示すように、耐真空用可撓性複合ケーブル20に接続して用いるケーブルコネクタ28を利用して、一対のインシュレータ141,142の間、およびピンコンタクト143,…とインシュレータ141,142との間の各間隙に充填されたエポキシ系接着剤145を硬化させる。これにより、後に嵌着されるケーブルコネクタ28に馴染んだ、円滑に脱着可能な耐真空用多極貫通コネクタ14が製造できる。
In the third step, the
このような製造工程を経て図11に示すような耐真空用多極貫通コネクタ14が製造される。
この耐真空用多極貫通コネクタ14のインシュレータ周部にエポキシ系接着剤を塗布し、耐真空用多極貫通コネクタ14を、図7および図8に示すように、コネクタジャケット15のコネクタ装着部15aに嵌挿して、コネクタ押さえ153をコネクタ装着部15aに螺合することにより、耐真空用多極貫通コネクタ14とコネクタ装着部15aとの間隙にエポキシ系接着剤が充填された状態で耐真空用多極貫通コネクタ14がコネクタジャケット15に取着される。
Through such a manufacturing process, the vacuum-proof multipolar through
An epoxy adhesive is applied to the insulator peripheral portion of the vacuum-resistant multipolar through
これにより真空側と大気側とを耐真空用多極貫通コネクタ14で隔離したコネクタジャケット15が構成される。なお、上記した耐真空用多極貫通コネクタ14の構造は、耐真空用カメラ10の貫通コネクタだけでなく、例えば密閉構造のフランジ40に設けられた貫通コネクタ30にも適用することができる。
As a result, a
上記した耐真空用可撓性複合ケーブル20を用いた耐真空用カメラ10を真空域内の監視・観察用カメラとして用いることにより、真空域内における被検査体(被写体)の位置合わせ、アライメント調整等、被検査体近傍での自由な位置取り、角度設定を可能にした、経済的に有利な構成の監視・観察用テレビカメラを実現することができる。この耐真空用可撓性複合ケーブル20を用いた耐真空用カメラ10は、例えば、真空成膜装置(成膜蒸着、スパッタリングなど)やその他の真空設備など各種の産業用真空装置に適用できる。
By using the vacuum-
上記した実施形態では、耐真空用カメラ10の外筐を構成する、カメラ本体12、レンズマウント13、ジャケット15をすべてステンレス鋼を用いて構成しているが、真空中に於いてガス放出が非常に少ない、例えばアルミニウム等の金属材料を用いて構成することも可能である。
In the above-described embodiment, the
また、上記耐真空用可撓性複合ケーブル20に照明用配線を設け、上記耐真空用多極貫通コネクタ14に照明用配線のピンコンタクトを設け、上記レンズマウント13にLED設けることで、照明機能をもつ耐真空用カメラ10を提供することができる。
Further, an illumination function is provided by providing illumination wiring on the vacuum-resistant flexible
1…真空チャンバー(例えば真空室)、2…被検査体(被写体)、10…耐真空用カメラ、11…カメラ本体(CCDユニット)、12…カメラ筐体、13…レンズマウント、14…耐真空用多極貫通コネクタ、15…コネクタジャケット(コネクタケース)、15a…コネクタ装着部、18…クランプ金具、20…耐真空用可撓性複合ケーブル、28…ケーブルコネクタ、30…貫通コネクタ、40…フランジ、50…制御器、141,142…インシュレータ、143…ピンコンタクト、145…接着剤(二液混合型エポキシ系接着剤)、153…コネクタ押さえ、A…凹陥部、B…高い鍔部、C…低い鍔部。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
複数の孔を有する一対のインシュレータと、
前記インシュレータの孔を貫通した複数のピンコンタクトと、
前記インシュレータ相互の間に充填された接着剤と
を具備したことを特徴とする耐真空用多極貫通コネクタ。 A multi-pole through connector for vacuum resistance that separates the atmosphere side and the vacuum side,
A pair of insulators having a plurality of holes;
A plurality of pin contacts penetrating through the holes of the insulator;
An anti-vacuum multipolar through connector having an adhesive filled between the insulators.
前記筐体内に露出する面を有する第1のインシュレータと、
前記筐体外に露出する面を有する第2のインシュレータと、
前記第1、第2のインシュレータの前記各面に設けられた複数の孔を貫通して前記インシュレータに立設された複数のピンコンタクトと、
前記前記第1、第2のインシュレータの相互の間に充填されたエポキシ系接着剤と
を具備したことを特徴とする耐真空用多極貫通コネクタ。 A multi-pole through connector for vacuum resistance that connects a circuit that operates in an atmospheric environment provided in a vacuum environment and operates in an atmospheric environment.
A first insulator having a surface exposed in the housing;
A second insulator having a surface exposed outside the housing;
A plurality of pin contacts erected on the insulator through a plurality of holes provided on the respective surfaces of the first and second insulators;
An anti-vacuum multipolar through connector having an epoxy adhesive filled between the first and second insulators.
複数のピンコンタクトが貫通する孔を有した一対のインシュレータのうち、一方のインシュレータの他方のインシュレータと重ね合わせる面にエポキシ系接着剤を塗布する第1の工程と、
前記接着剤が塗布されたインシュレータの孔に鍔つきのピンコンタクトを嵌挿する第2の工程と、
前記一方のインシュレータの前記孔に嵌挿されたピンコンタクトを前記他方のインシュレータの前記孔に嵌挿して、前記一対のインシュレータを密着させ、前記一対のインシュレータ間および前記ピンコンタクトと前記インシュレータとの間に前記エポキシ系接着剤を充填させる第3の工程と
を具備したことを特徴とする耐真空用多極貫通コネクタの製造方法。 A method for manufacturing a vacuum-resistant multi-pole through connector that separates the atmosphere side and the vacuum side,
A first step of applying an epoxy-based adhesive to a surface of one insulator that overlaps the other insulator of the pair of insulators having a hole through which a plurality of pin contacts pass;
A second step of inserting a pinned pin contact into the hole of the insulator coated with the adhesive;
A pin contact inserted into the hole of the one insulator is inserted into the hole of the other insulator to closely contact the pair of insulators, and between the pair of insulators and between the pin contact and the insulator. And a third step of filling the epoxy-based adhesive with a vacuum-resistant multi-pole through connector manufacturing method.
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